Zabezpieczanie przeciążeniowe i przeciwprzepięciowe systemów

Zabezpieczanie przeciążeniowe i przeciwprzepięciowe systemów

12
DL A ELEK TROINSTAL ATOR A
Zabezpieczanie przeciążeniowe
i przeciwprzepięciowe
systemów fotowoltaicznych PV
za pomocą specjalnych bezpieczników topikowych PV
oraz ograniczników przepięć ETITEC – PV
Fotowoltaika – pozyskiwanie energii
elektrycznej z energii słonecznej
– jest jedną z najbardziej rozwijających
się obecnie dziedzin techniki.
Systemy fotowoltaiczne wymagają
precyzyjnego zabezpieczenia od
przeciążeń, zwarć oraz od przepięć.
Do tego celu służą specjalne bezpieczniki
topikowe na prąd stały (DC) oraz
ograniczniki przepięć ETITEC B-PV
i ETITEC C-PV firmy ETI Polam.
P
Przy pozyskiwaniu energii elektrycznej z energii słonecznej
używa się półprzewodnikowych (monokrystalicznych lub polikrystalicznych) krzemowych ogniw słonecznych, które generują energię elektryczną, kiedy są oświetlane słońcem. Ogniwa słoneczne
wielkości ok. 12,5 x 12,5 cm generują w przybliżeniu napięcie 0,6 V
i największy prąd do 3,5 A. Aby osiągnąć wyższe napięcie (w praktyce używane 400 V), ogniwa słoneczne łączone są szeregowo,
a w celu osiągnięcia wyższego prądu należy połączyć je równolegle
– takie zestawy nazywamy modułami PV, które są już zmontowane
przez producenta. W instalacji fotowotaicznej zacienienie jednego
z paneli powoduje w nim stan zwarcia i przepływ prądu zwarciowego
Isc , będącego sumą prądów pochodzących z innych łańcuchów paneli
PV. Ponadto uszkodzenie wewnętrzne falownika może spowodować
przepływ prądu zwarciowego (którego źródłem jest główna sieć zasilająca) do układu paneli PV (rys. 1). W celu uniknięcia powyższych
zagrożeń stosuje się dwa poziomy ochrony za pomocą bezpieczników topikowych w systemach PV.
Rys. 1 Zastosowanie bezpieczników topikowych PV DC I–II poziomu oraz ograniczników przepięć ETITEC B-PV i ETITEC C-PV
ONNINEN
DL A ELEK TROINSTAL ATOR A
Rys. 2
Wkładka
topikowa
cylindryczna
gPV DO
Rys. 3
Bezpieczniki
topikowe
NV DC 750–1100 V
przeznaczone m.in.
do zabezpieczania
instalacji
fotowoltaicznej PV
1. Poziom l bezpieczników topikowych (rys. 1) – używa się,
szczególnie do wyłączania prądów zwarciowych DC w obszarze paneli PV – w bezpośredniej bliskości kolektorów słonecznych, specjalnie zaprojektowanych i zbadanych bezpieczników topikowych
cylindrycznych 10 x 38 mm CH 10 DC (rys. 2). Bezpieczniki CH 10
DC przeznaczone są do pracy w rozłączniku PCF 10 DC. Bezpieczniki te mają specjalną charakterystykę czasowo-prądową t-I – gPV,
przypominającą charakterystykę gR bezpieczników Ultra-Quick do
zabezpieczania elementów półprzewodnikowych.
2. Poziom ll bezpieczników topikowych – zabezpieczenie
główne PV (rys. 1) jest zwykle umiejscowiony w pobliżu zacisków
wejściowych przekształtnika AC/ DC i jest elektrycznie połączony
z rozłącznikami pierwszego poziomu. Wkładki topikowe PV DC są
zwykle przystosowane na prąd stały na napięcie znamionowe DC
750 V – 1100 V i są umieszczone w podstawach bepiecznikowych
lub rozłącznikach, które umożliwiają bezpieczne i szybkie odłączenie przekształtnika od paneli PV i całego obwodu prądu stałego.
Rys. 4
Rozłącznik
bezpiecznikowy
TL1,3-1/9/1200 V
do instalacji
fotowoltaicznej
PV
Rys. 5
Podstawa
bezpiecznikowa
U1-3 DC 1200 V
z wkładką
topikową do
instalacji
fotowoltaicznej
PV
w w w . o n n i n e n . p l
13
Na tym poziomie zwykle używa się wkładek PV DC na napięcie DC
750 V-1100 V (rys. 3) oraz specjalnych rozłączników bezpiecznikowych
TL1/9/1000 V-1200 V (rys. 4) i podstaw bezpiecznikowych U1-3 1200 V
DC (rys. 5), które znajdują się w programie produkcyjnym firmy ETI.
Ochrona przeciwprzepięciowa
systemów fotowoltaicznych PV
Instalacje fotowoltaiczne zawierają zazwyczaj urządzenia i aparaty o niskiej wytrzymałości przepięciowej i odporności na prądy
udarowe. Panele PV umieszczone na zewnątrz obiektu, najczęściej
na dachu, narażone są na przepięcia spoowodowane bezpośrednim
wyładowaniem atmosferycznym, przepięcia łączeniowe i wnikanie prądu piorunowego do wnętrza budynku. W zależności od ich
położenia panele PV powinny być chronione przed bezpośrednim
Rys. 6 Ogranicznik
przepięć ETITEC
C-PV
Rys. 7 Rozdzielnica PV z wyposażeniem,
24-modułowa, dla 6 rzędów szeregowo
połączonych paneli PV
wyładowaniem atmosferycznym za pomocą zewnętrznej instalacji
odgromowej. Ochronę instalacji fotowoltaicznej PV przed przepięciami zapewniają ograniczniki przepięć ETITEC B-PV oraz ETITEC
C-PV (rys. 6).Ograniczniki przepięć ETITEC B-PV są przeznaczone do montażu w instalacji obiektu wyposażonego w zewnętrzną
instalację odgromową, natomiast ograniczniki ETITEC C-PV są
przeznaczone do instalacji w obiektach bez zewnętrznej instalacji
odgromowej. W celu ułatwienia doboru i montażu aparatów zabezpieczających systemy PV firma ETI Polam oferuje kompletnie wyposażone rozdzielnice PV (rys. 7). Są to rozdzielnice szczelne o stopniu
ochrony IP65, wyposażone w rozłączniki bezpiecznikowe PCF10 do
wkładek topikowych cylindrycznych CH gPV, ograniczniki przepięć
ETITEC PV, rozłącznik główny LS...SMA do ręcznego rozłączania paneli fotowoltaicznych PV od przekształtnika. Wszystkie aparaty są
fabrycznie odpowiednio ze sobą połączone przewodami. Rozdzielnice PV mają 3, 4, 5 lub 6 wejść do podłączenia 3, 4, 5 lub 6 rzędów
szeregowo połączonych paneli fotowoltaicznych. Ich napięcia znamionowe to 500 V DC i 1000 V DC.
ETI Polam Sp. z o.o.
04/2012